Halbach dizilimi kullanılan DMSM'da en yüksek verim için optimizasyon

Günümüzde artan nüfus ve hızlı sanayileşmenin getirileri ile beraber, enerjiye dair politiklar da değişmektedir. Artan ihtiyacı karşılamak adına birçok yeni üretim tesisi kurulmakta farklı yapılar ortaya çıkmaktadır. Her ne kadar yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı artsa da dünya genelinde enerji üretimi hala fosil kaynaklara bağımlı olarak devam etmekte ve artan tüketimle beraber, kömür, doğal gaz, petrol kullanımı karbondioksit salınımına bağlı kirliliği giderek artırmaktadır. Buna bağlı olarak enerjinin verimli ve çevresel üretimi ile beraber enerjinin hangi şekilde ve ne verimlilikte kullanıldığı da gittikçe önem kazanmaktadır. Dünyada enerji tüketimi incelendiğinde ise, tüketim raporlarına göre elektrik motorlarının ve motor sistemlerinin enerji kullanımda kapladığı büyük alan rahatça görülebilmektedir. Bu sebeple elektrik motorlarının verimi ve verimli kullanımı ön plana çıkmaktadır. Bugün dünya üzerinde alınan hükümet kararları ve standandartlara bağlı olarak elektrik motor verimlerini artırmaya yönelik çalışmalar devam etmektedir.Yapılan çalışmalar sonucunda, mıknatıslardaki akıyı yönlendirmede kullanılan, özel bi dizilim olan Halbach dizilimi 1973 yılında Mallinson tarafından ortaya konulmuştur. Dizilim normal mıknatıs diziliminden farklı olarak dikey ve yatay akı konumlandırmasına sahip mıknatısların farklı bir konfigürasyonla konumlandırılmasını içermektedir. Dikey ve yataya yönlendirmeye bağlı olarak mıknatısların konumlandırıldığı bölgede kalkanlanma etkisi denilen ve akıyı mıknatıs bölgesinin sadece bir yönünde yoğunlaştıran bir yapı elde edilmekte ve bu sayede akı yoğunlukları normal dizilimlerin sağlayabileceği değerlerin üzerinde değerlere ulaşabilmektedir. Halbach dizilimi ilk ortaya çıkışında; enerji depolama, kaset kayıt sistemleri ve parçacık hızlandırıcılar gibi temel yapılarda kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, kalkanlanma etkisinden yararlanarak, dizilimin elektrik motorları için de kullanılabileceği ortaya konulmuştur. Halbach dizilimi günümüzde uzay, manyetik-levitasyon vb. birçok alanda farklı uygulamalar için kullanılmaktadır. Halbach diziliminin elektrik motorlarına dair kullanılması ile ilgili yapılan çalışmalar göstermektedir ki, akının yönlendirilmesi ile beraber aynı çalışma şartları altında, daha fazla çıkış gücü, moment ve verimlilik adına iyileşmeler yapılabilmektedir. Buna bağlı olarak motorlar için fiyat ve performans oranında iyileştirmeler yaparak katkı vermek mümkün hale gelmektedir. Tasarımsal değişikleri uygulamak için matematiksel analitik yöntemlerin yanında, bilgisayar tabanlı eniyileme yöntemleri de kullanılmaktadır. Günümüzde mühendislik problemlerinin çözümünde, doğa tabanlı parçacık sürü optimizasyonu, genetik algoritma, tavlama benzetimi, yapay arı kolonisi gibi birçok yöntem kullanılmaktadır. Sonuç olarak, Halbach diziliminin en iyi uygulama noktasında kullanımı; gerek manyetik özelliklerin en iyilenmesi, gerek yapısal yönden sağladığı faydalarla, verimliliğin ve enerji kullanımının artırılması adına birçok fayda sağlayabilmektedir. En iyilenmenin kullanılması ve yapısal özelliklerden faydalanarak daha hafif, ivmelenmesi daha kolay, aynı yük şartları altında daha yüksek verimli kısacası daha yüksek performanslı tasarımlar yapmak mümkündür.